Пьезопневматикалық клапандар: дәлдік, қуат және конструкциялық шектеулер

Пьезоэлектрлік пневматикалық клапандар арнайы газбен жұмыс істейтін жабдықтан ықшам қысым және ағынды басқару тораптарына ауысуда. Олардың артықшылықтары түсінікті: шағын жетектер, өте төмен ұстап тұру қуаты, жылудың аз бөлінуі және дәл пропорционалды қозғалыс. Алайда бұл артықшылықтар пьезоклапан кез келген 24 VDC соленоидты алмастыра алады дегенді білдірмейді.

Іс жүзінде клапан, жетек электроникасы, газ жолы, сенсор және басқару контуры біртұтас жобаланған компонентті құрайды. Таңдау жетек атауынан емес, қажетті функция мен ақау кезіндегі әрекеттен басталуы керек.

Пьезо бендер клапан ертоқымын қалай жылжытады

Электр өрісі берілген кезде пьезоэлектрлік керамика деформацияланады. Пневматикалық бендерде керамика тасымалдаушыға бекітіледі, сондықтан аз деформация пайдалы ұштық қозғалысына айналады. Бұл қозғалыс тығыздағыш элементті ертоқымнан көтеруі немесе дроссель саңылауы арқылы өтетін ағынды мөлшерлеуі мүмкін. Әдетте кернеу артқан сайын құрылғының жұмыс ауқымында ауытқу мен ағын да артады.

Кернеумен басқарылатын бендер клапан ертоқымында шағын әрі қайталанымды қозғалыс жасайды. Медиа материалын Festo ұсынған және ол PLC ProTech CDN жүйесінде сақталған.

Festo жетекке сыйымдылықты жүктеме ретінде сипаттама береді: энергия негізінен оны зарядтауға немесе разрядтауға қажет, ал зарядталған күйді сақтау үшін ұстап тұратын ток аз немесе мүлде қажет емес. Ішкі пьезо кернеуі панельдің 24 VDC қорек көзінен әлдеқайда жоғары болуы мүмкін, сондықтан арнайы жобаланған электроника қажет.

Электрлік интерфейс қарапайым соленоид катушкасы емес

Көптеген коммерциялық өнімдер жоғары кернеу каскадын 24 VDC қорегін және аналогтік, цифрлық немесе байланыс командаларын қабылдайтын контроллердің ішіне орналастырады. Инженерлер жалаң пьезо элементін PLC шығысынан тікелей басқармауы керек. Кіріс кедергісін, команда масштабын, оқшаулауды, EMC сипаттарын, разрядталу уақытын және қуат жоғалған кезде қалыптасатын күйді тексеріңіз.

Ақау кезіндегі әрекет құрылғыға байланысты. Кейбір зарядталған жетектер ығысуды уақытша сақтай алады; кіріктірілген электроника оларды белсенді түрде разрядтауы мүмкін, ал серіппе немесе пневматикалық күштер басқа күйді қалыптастыруы ықтимал. «Ақау кезінде ашық», «ақау кезінде жабық» немесе «соңғы күй» режимін тек пьезо технологиясына қарап анықтауға болмайды.

Пьезоклапандар дәстүрлі жетектерден қай жерде артық

Газды дәл мөлшерлеу, ықшам пропорционалды қысым реттеуі, пилоттық басқару және тығыз орналасқан коллекторлар жылудың аз бөлінуі мен тұрақты күйдегі электр сұранысының төмендігінен пайда көреді. Медициналық және зертханалық жабдықтар — кең таралған мысалдар, ал зауыттық қолдану салаларына электроникамен жұмыс істеу, ағып кетуді тексеру, керілуін басқару және пневматикалық механизмдерді жұмсақ орналастыру да жатады.

Жабық контурлы реттеу мөлшерлеу элементін қысым немесе ағын сенсорымен біріктіреді. Кері байланыс құрылғысы мен сигналды шарттау клапанның өзі сияқты маңызды; PLC ProTech компаниясының өлшеу сигнал тізбегі жөніндегі нұсқаулығы түрлендіргіш пен контроллер арасындағы қателік көздерін түсіндіреді. Ретрофиттің кері байланыс бөлігін анықтаған кезде сәйкес ауыстырмалы жабдықты түрлендіргіштер топтамасынан да қарауға болады.

Ағын мен қысым шектері тұжырымдаманың ауқымын анықтайды

Шағын бендер шектеулі жүріс пен күш береді. Өндірушілер элементтерді біріктіріп, пилоттық сатыларды қолданып немесе ертоқым геометриясын оңтайландыра алады, бірақ әрбір конструкцияның номиналды қысым ауқымы, номиналды ағыны, ағып кету сипаттамасы және жұмыс ортасына қойылатын талаптары болады. Дәл пилоттық ағынға есептелген пьезоклапан үлкен цилиндрді босатуға автоматты түрде жарамайды.

Толық жұмыс ауқымын салыстырыңыз: қорек қысымының өзгеруі, төменгі ағын көлемі, қажетті жауап беру уақыты, жұмыс циклі, рұқсат етілетін ағып кету және зауыттық ауа қысымы ең төмен болған кездегі қолжетімді қысым. Жабық контур үшін сенсор ауқымы мен контроллердің жаңарту жиілігін де ескеріңіз.

Таза орта мен тұрақты механика маңызды

Шағын мөлшерлеу саңылаулары бөлшектерге, конденсатқа, майға және шөгінділерге сезімтал. Сүзгілеуді, шық нүктесін, жұмыс ортасымен үйлесімділікті және орнату бағытын тексеріңіз. Таза құрғақ ауада жақсы жұмыс істейтін клапан дұрыс күтілмейтін зауыттық магистральдан кейін орнатылса, дрейфке ұшырауы немесе ағып кетуі мүмкін.

Пьезо материалдары да гистерезиске, крипке және температураға тәуелді қасиеттерге ие. Кіріктірілген өнімдер бұл әсерлердің орнын әртүрлі деңгейде толтырады. Инженерлер қайталанғыштықты тек бір стенд жағдайында емес, қызғаннан кейін, қоршаған орта температураларының бүкіл ауқымында және күтілетін циклдер санынан кейін тексеруі керек.

Реттегішті контур ретінде іске қосыңыз

Клапанды қуатсыз күйден бастап, нақты пневматикалық күйін тексеріңіз. Командаларды өлшенген қадамдармен беріп, қорек қысымын, төменгі ағын қысымын немесе ағынын, электрлік кірісті және жауап беру уақытын жазып отырыңыз. Команданың жоғалуын, 24 VDC қорегінің жоғалуын, шығыстың бітелуін, қорек қысымының құлдырауын, сенсор ақауын және байланыс істен шыққандағы қосалқы режимді сынаңыз.

Егер құрылғы пропорционалды болса, сыртқы контурды ішкі басқару контурын тексергеннен кейін ғана реттеңіз. Бір қысымға әсер ететін екі агрессивті контроллер тербеліс тудыруы мүмкін. Өндірушінің диагностикалық айнымалылары мен дабыл шектерін PLC немесе жоғарғы деңгейлі жүйеде көрінетін етіп ұстаңыз.

Редакциялық пікір: жетекті емес, басқарылатын функцияны сатып алыңыз

PLC ProTech пікірінше, пьезоклапандар жылу, энергия, габарит және пропорционалды дәлдік шешуші мәнге ие болған жағдайда тиімді таңдау болып табылады. Дәстүрлі соленоидтар мен механикалық реттегіштер жоғары ағынды, ауыр жағдайдағы немесе қарапайым қосу/өшіру міндеттерінің көпшілігі үшін әлі де жақсырақ.

Ең дұрыс салыстыру — талап етілетін ағын мен ақау кезіндегі күйге сәйкес келетін толық функцияларды салыстыру. Пьезо бендерді тек соленоид катушкасымен салыстыру нақты пайдалану құнын анықтайтын электрониканы, сенсорларды, сүзгілеуді және техникалық қызмет көрсетуді елемеу болады.

Жиі қойылатын сұрақтар

PLC шығысы пьезоклапанды тікелей басқара ала ма?

Әдетте жалаң пьезо элементін басқара алмайды. Өндірушінің драйверін немесе көрсетілген 24 VDC, аналогтік не байланыс интерфейсін қабылдайтын кіріктірілген клапан контроллерін пайдаланыңыз.

Пьезоклапандар ашық кезде қуат тұтынбай ма?

Жетекке ұстап тұратын ток дерлік қажет болмауы мүмкін, бірақ кіріктірілген электроника, сенсорлар және байланыс жүйелері бәрібір қуат тұтынады. Шкафты өлшемдеу үшін толық өнім сипаттамасын пайдаланыңыз.

Пьезоклапандар әрқашан пропорционалды бола ма?

Жоқ. Пьезо жетегі пропорционалды қозғалысты қолдайды, бірақ өнімдер ауыстырып-қосу, пилоттық, қысымды басқару немесе ағынды басқару функцияларына арналып жасалуы мүмкін. Көрсетілген беріліс сипаттамасын тексеріңіз.

Орнатудағы негізгі тәуекел қандай?

Технологияны оның номиналды ағыны, қысымы, ортаның тазалығы немесе ақау кезіндегі күй талаптарынан тыс қолдану. Аз мөлшердегі ластану немесе дұрыс таңдалмаған драйвер жетектің теориялық тиімділігінен гөрі маңыздырақ болуы мүмкін.

Авторы: PLC ProTech редакциялық тобы